Испытания химиотерапевтических препаратов, проводимые на доклиническом этапе, позволяют получить актуальные точные данные о восприимчивости к лекарственному средству клеток и тканей опухолей, выявить и обозначить сопутствующее действие молекул действующего вещества на организм в целом. В данной статье затрагиваются различные аспекты применения доксорубицина при терапии глиомы на примере экспериментальной глиобластомы крыс штамма 101.8.
Ключевые слова: экспериментальная онкология, доксорубицин, глиобластома.
Согласно данным ВОЗ, наиболее часто регистрируемой внутричерепной опухолью является мультиформная глиобластома. Глиобластома имеет IV степень злокачественности, проявляющуюся, помимо характерных для многих патологических новообразований признаков, быстро развивающимся некрозом ткани [1, с. 75–83].
Это гетерогенная опухоль, ее злокачественная инвазия развивается двумя путями: гигантоклеточная глиобластома поражает эпиндемоциты и микроглиальные клетки, имеющие, в отличие от предыдущих, мезодермальное происхожнение; глиосаркома затрагивает мезенхимные клетки. Такая широкая область поражения ткани обуславливает чрезвычайную агрессивность опухолей данного типа [2, с 77–78].
Экспериментальной моделью глиобластомы является опухоль штамма 101.8. Это канцероген-индуцированная перевивная глиома крысы, являющаяся опытным объектом для проведения лабораторных испытаний противоопухолевых лекарственных средств [3, с. 65–71].
Среди консервативных (нехирургических) методов терапии опухолей распространено воздействие на атипичные клетки с помощью химиотерапевтических агентов [4, с. 49–55]. Довольно часто такими агентами являются антрациклиновые антибиотики — класс противомикробных препаратов, обладающих противоопухолевым действием [5, с. 427–435].
В 1974 г. был зарегистрирован препарат данной группы, названный доксорубицином [6, с. 321]. Исследования, посвященные изучению фармакологических свойств доксорубицина, обнаружили его высокую цитостатическую активность и подавляющее влияние на трансмембранный перенос ионов [7, с.56–64] [8, с. 37–39].
Эти факторы являются важнейшими для роста и распространения злокачественных клеток, поэтому препарат, обладающий данным эффектом, нашел широкое применение в химиотерапии онкологических заболеваний [9, с. 35–39] [10, с 43–46].
Материалы иметоды
Работа выполняется на базе лаборатории нейроморфологии Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научно-исследовательский институт морфологии человека» совместно с коллективом сотрудников лаборатории: Халанским А. С. и Алексеевой А. И.
Использованы половозрелые самцы крыс породы Wistar (n=6), имеющие массу тела в среднем 163 г, взятые из экспериментально-биологической клиники подопытных животных Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научно-исследовательский институт морфологии человека». Исследование проходит в соответствии с Правилами лабораторной практики в РФ, утвержденными Министерством здравоохранения (приказ № 67 от 19.06.2003 г.) и Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных, утвержденных приказом Минздрава СССР № 577 от 12.08.1977 г.
Для получения образца опухолевой ткани глиобластомы штамма 101.8 была проведена декриоконсервация ампулы № 396, консервированной 22.08.2018 г. сотрудниками лаборатории нейроморфологии ФГБНУ НИИМЧ и хранящейся в Коллекции экспериментальных опухолей нервной системы и нейтральных клеточных линий (руководитель к. б.н. Халанский А. С.) вышеназванной лаборатории.
Содержимое ампулы № 396 введено пяти животным 30.08.2019 г. Опухолевая ткань была имплантирована в дно правого бокового желудочка головного мозга на глубину 4 мм с помощью троакара, для чего предварительно делалось трепанационное отверстие в правой теменной кости с отступом от свода черепа на расстояние 2 мм от венечного шва и 2 мм от саггитального шва в каудальном направлении.
С целью контроля состояния животных с привитой опухолью регулярно взвешивали. 12.09.2019 г. у крысы № 2 было обнаружено проявление клинических признаков злокачественного процесса, таких как потеря массы тела (с 200 г. 09.09.2019 до 176 г. 12.09.2019 г.) и снижение активности, в связи с чем данная крыса была взята для проведения следующего этапа эксперимента. Животное усыпили в оксикаторе с помощью 10 % раствора хлороформа, после чего немедленно был изъят головной мозг. Опухоль крысы № 2 имела размер 14 мм3, имела серовато-розовый цвет, характеризовалась гомогенностью и умеренной васкуляризацией. Выделенная ткань была сразу же перевита крысам-самцам породы Wistar (n=6), описанным выше, для непосредственного проведения эксперимента.
Шести крысам с имплантированной 101.8 12.09.2019 г. были произведены внутривенные инъекции доксорубицина на первый, пятый и восьмой день после пассажа. Местом для инъекций у лабораторных крыс являются конечные участки хвостовой вены. Доза рассчитывалась исходя из соотношения 1,5 мг препарата на 1 кг массы тела животного (Таблица 1).
Таблица 1
Дозировка доксорубицина для инъекций экспериментальным крысам
|
№ |
Дата |
Вес, г |
Доза, мг |
Дата |
Вес, г |
Доза, мг |
Дата |
Вес, г |
Доза, мг |
|
1 |
13.09.19 |
139 |
0,210 |
17.09.19 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
2 |
13.09.19 |
220 |
0,330 |
17.09.19 |
228 |
0,340 |
20.09.19 |
228 |
0,340 |
|
3 |
13.09.19 |
149 |
0,225 |
17.09.19 |
160 |
0,240 |
20.09.19 |
162 |
0,243 |
|
4 |
13.09.19 |
174 |
0,270 |
17.09.19 |
200 |
0,300 |
20.09.19 |
190 |
0,285 |
|
5 |
13.09.19 |
144 |
0,220 |
17.09.19 |
162 |
0,243 |
20.09.19 |
181 |
0,272 |
|
6 |
13.09.19 |
153 |
0,230 |
17.09.19 |
168 |
0,252 |
20.09.19 |
187 |
0,281 |
Результаты эксперимента
Введение доксорубицина прооперированным крысам дало некоторые результаты, позволяющие охарактеризовать выживаемость животных в ходе терапии. 16.09.19 крыса № 1 проявила признаки опухолевого поражения, такие как вялость и потеря массы тела, в результате чего была забита для проведения гистологического исследования. Остальные животные экспериментальной группы набирали вес согласно возрасту. Самочувствие крысы № 4 ухудшалось, что можно объяснить побочным действием препарата.
Злокачественное образование из мозга крысы № 1 было локализовано в теменной области с проникновением в затылочную область и врастанием в мозжечок. Структура гомогенная, без выраженной узловатости, цвет серовато-розовый. Морфометрические показатели опухоли: 7х5х4 мм.
Литература:
- Трашков А. П. Глиальные опухоли головного мозга: общие принципы диагностики и лечения / А. П. Трешков, А. Л. Спирин, Н. В. Цыган // Педиатр. — 2015. — Т.6. — № 4. — С.75–83.
- Белянина И. В. Адресная противоопухолевая терапия с использованием биоконъюгантов магнитных наночастиц с ДНК-аптамерами / И. В. Белянина, С. С. Замай, О. С. Коловская, Г. С. Замай // Сибирское медицинское обозрение. — 2016. — № 1 — С.77–78.
- Халанский А. С. Противоопухолевая активность доксорубицина в составе поли(лактид-ко-гликолидных) наночастиц при экспериментальной глиобластоме / А. С. Халанский, В. В. Федосеева, В. А. Мхитаров, И. С. Цветков, О. О. Максименко, С. Э. Гельперина // Клиническая и экспериментальная морфология. — 2017. — Т.22. — № 2. — С.65–71.
- Смирнова З. С. Изучение отечественных противоопухолевых препаратов на экспериментальных опухолях головного мозга. / З. С. Смирнова, А. С. Халанский, Ю. В. Родионова, Г. К. Герасимова // Российский биотерапевтический журнаял. — 2004. — Т.3 — № 3. — С.49–55.
- Sailesh M. Limitations in doxorubicin production from Streptomyces peucetius / M. Sailesh, N. Niraula, B. Singh, K. Liou, J. Sohng // Microbiological Research, 2010. — Vol.165. –№ 5– P.427–435.
- Кукес В. Г. Метаболизм лекарственных средств: клинико-фармакологические аспекты / В. Г. Кукес — М: Реа-фарм, 2004. — 486с.
- Гельперина С. Э. Исследование наносомальной лекарственной формы доксорубицина / С. Э. Гельперина, З. С. Смирнова, А. С. Халанский, И. Н. Скидан, С. И. Северин, Й. Кройтер // Российский биотерапевтический журнал. — 2004. — Т.3. — № 3. — С.56–64.
- Семенкин А. С. Полилактидные субмикронные частицы с кверцетином для возможности их визуализации по методу Перлса / А. С. Семенкин, С. Э. Гельперина // Успехи в химии и химической технологии. — 2015. — № 1. — С.37–39.
- Брамвелл В. Дополнительная химиотерапия с доксорубицином / В. Брамвелл, Д. Андерсон // Кокрейновские обзоры. — 2003. — № 7. — С.35–39.
- Frank N. BCB5-mediated doxorubicin transport and chemoresistance in human malignant melanoma. / N. Frank, A. Margaryan, Y. Huang // Cancer Research, 2005. — Vol.65. — № 10. — P.43–46.
